Question

9．實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/L KOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ、配制0.50mol/L KOH溶液：
若實(shí)驗(yàn)中大約要使用230mL KOH溶液，至少需要稱量KOH固體7.0g．
Ⅱ、測(cè)定稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的中和熱：
（1）實(shí)驗(yàn)桌上備有燒杯（大、小兩個(gè)燒杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、量筒、環(huán)形玻璃攪拌棒，尚缺少的玻璃儀器是溫度計(jì)．
（2）取50mL KOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
①請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目瞻祝?br />

項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 次數(shù)	起始溫度T1/℃			終止溫度T2/℃	溫度差平均值 （T2-T1）/℃
	H2SO4	KOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0
2	25.9	25.9	25.9	29.8
3	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似認(rèn)為0.50mol/L KOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容為c=4.18J/（g•℃），則中和熱△H=-53.50 kJ•mol^-1．
（3）某同學(xué)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)未找到環(huán)形玻璃攪拌棒，實(shí)驗(yàn)中他用銅絲代替環(huán)形玻璃棒進(jìn)行攪拌，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)偏�。ㄌ睢捌�大”“偏小”或“無(wú)影響”），原因是：銅絲是熱的良導(dǎo)體，導(dǎo)致熱量散失．
Ⅲ、某實(shí)驗(yàn)小組以H₂O₂分解為例，探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響．在常溫下按照下表所示的方案完成實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	反應(yīng)物	催化劑
①	10 mL 2% H2O2溶液	無(wú)
②	10 mL 5% H2O2溶液	無(wú)
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol•L-1 X溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響．
同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論．資料顯示，通常條件下H₂O₂穩(wěn)定，不易分解．為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你�?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)方法是向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中）（填一種即可）．
（2）實(shí)驗(yàn)③④⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示．分析該圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率．

Answer 1

分析 Ⅰ、根據(jù)公式m=nM=cVM來(lái)計(jì)算氫氧化鉀的質(zhì)量，但是沒有245mL的容量瓶；
Ⅱ、（1）根據(jù)中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)步驟選用需要的儀器，然后判斷還缺少的儀器；
（2）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②先根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
（3）根據(jù)金屬的導(dǎo)熱性很好，會(huì)導(dǎo)致熱量的散失；
Ⅲ、（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來(lái)比較；
（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，以此來(lái)解答．

解答 解：Ⅰ、（1）沒有230mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要稱量KOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×56g/mol=7.0g；
故答案為：7.0；
Ⅱ、（1）中和熱的測(cè)定過(guò)程中，需要用量筒量取酸溶液、堿溶液的體積，需要使用溫度計(jì)測(cè)量溫度，所以還缺少溫度計(jì)；
故答案為：溫度計(jì)；
（2）①3次溫度差分別為：4.0℃，3.9℃，4.1℃，三組數(shù)據(jù)均有效，三次溫度差平均值為4.0℃，
故答案為：4.0；
②50mL 0.50mol/LKOH溶液與30mL 0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為80ml×1g/ml=80g，溫度變化的值為△T=4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol；
故答案為：-53.50 kJ•mol^-1；
（3）用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，金屬的導(dǎo)熱性很好，會(huì)導(dǎo)致熱量的散失，使測(cè)得的△H數(shù)值偏��；
故答案為：偏小；銅絲是熱的良導(dǎo)體，導(dǎo)致熱量散失；
Ⅲ、（1）實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)的目的為探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來(lái)比較，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中），
故答案為：探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑（或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中）；
（2）由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知，堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率，
故答案為：堿性環(huán)境能增大H₂O₂分解的速率，酸性環(huán)境能減小H₂O₂分解的速率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱反應(yīng)熱的測(cè)定與計(jì)算，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目難度大，注意理解中和熱的概念以及測(cè)定反應(yīng)熱的原理，明確常見化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>